[发明专利]一种无镀铜实心焊丝用活性添加剂及其制备方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及化工技术领域，特别涉及一种无镀铜实心焊丝用活性添加剂及其制备方法。

(二)背景技术

在焊丝盘条的拉丝过程中，焊丝表面会产生微小凹凸不平，由此增大了摩擦力，造成了拉丝不稳定，进而影响产品的质量；为了解决拉丝稳定性的问题，现有技术普遍采用的是焊丝镀铜技术，实心焊丝镀铜最初的目的只是起到在拉丝过程中的润滑作用，而不是对焊丝起防锈、导电和降低送丝导电嘴的磨损作用，镀铜层的这些作用都是后来才被人们逐渐发现的。

正是由于镀铜层的存在，带来了对焊接接头综合性能的影响。对焊缝而言，铜是有害元素，过多的铜元素对焊接质量是不利的；另外对焊丝本身成分而言，会对焊缝和熔敷金属造成污染，因此人们不希望增加镀铜层厚度，尤其在有些特殊使用场合，为了保证焊接质量需要严格控制焊丝镀铜层厚度；另一方面，镀铜层在焊接的时候大部分都形成了铜烟雾，根据德国金属制造业健康与安全委员会编制的《在焊接及相关工艺过程中的有害物质》一文描述：近95％的焊接烟雾来自于填充金属，因此焊丝表面镀的铜不可避免地大量进入焊接烟尘中，成为烟尘中的主要有毒物质，焊工吸入过量的含铜烟尘可引起金属铜烟雾热急性综合症，铜盐能引起肠胃功能紊乱，可出现溶血和肝、肾损害，直接对焊工的身体造成了损害。

现有的CO₂气体保护焊(GMAW)镀铜实心焊丝在拥有润滑、防锈、导电和降低送丝导电嘴磨损等优点的同时，在实际使用过程中也暴露出了三个主要的不足之处：

①铜层易剥落问题：

这个问题是CO₂气体保护焊(GMAW)镀铜实心焊丝在使用过程中暴露的主要问题。在焊丝的生产过程中，焊丝表面的铜层在经过层绕过程中矫直轮的挤压以及与送丝软管的长时间摩擦后，部分镀铜层与基体剥离，在焊接迭丝的过程中，这部分镀铜层会被刮落，大量的铜屑聚集于送丝软管内，主要是集中在导电嘴附近，造成送丝软管的堵塞，影响送丝的稳定性，对焊缝成型产生了很大的影响，尤其是在精确焊接的机器人全自动焊接工序中，对焊丝的镀铜质量要求非常高；在宝钢机器人全自动焊接实践中，我们发现：焊丝铜屑会在焊接过程中熔入焊道中而无法避免，这样会对焊缝产生不良影响，甚至会使焊接工作不能正常进行；

②焊接飞溅大，焊缝成型差：

CO₂气体保护焊(GMAW)镀铜实心焊丝在焊接过程中飞溅大，焊缝成型差是一个“老、大、难”问题，尤其是在镀铜层与铁基层结合力不好及表面质量不好的时候，反映的尤为明显。从焊接的表观现象看是焊接过程飞溅大，导致的焊缝成型不好，实际上是由于焊丝质量问题造成的焊接参数不稳定导致飞溅而影响成型，镀铜实心焊丝不仅飞溅较大而且焊缝凸起，颜色偏暗，影响焊缝的美观；

③防锈问题：

镀铜实心焊丝生锈从表面的理解一般是包装问题、车间湿度问题等，但从本质上讲，镀铜实心焊丝易生锈的根本原因是电化学腐蚀造成的：

从电化学的原理出发，铜对铁的防蚀是阴极防护，必须致密无孔才能达到防蚀的目的，但镀铜实心焊丝，焊缝中铜含量较高会对焊缝的力学性能不利，各国标准中都有严格的规定，经检测，φ1.2mm的焊丝镀铜层的厚度仅为0.20-0.5μm，远远小于达到致密要求的5μm，而且采用通常的化学镀方法，镀铜层和铁基焊丝结合的紧密性很难控制，因此这种不很致密的镀铜层，不但不能保护内部铁基焊丝，反而加速了铁基焊丝在腐蚀介质中的腐蚀，因此采用镀铜层作为气体保护焊丝的防蚀层是不合理的。

此外，CO₂气体保护焊(GMAW)镀铜实心焊丝的生产过程对环境的污染较大，对环境的主要污染源是镀铜液，其次是各种酸碱等化学品的使用及各种酸碱雾气等。在镀铜液方面，根据其使用的工艺方法不同，其污染程度有所不同，目前行业内一般使用三种工艺进行镀铜生产：a.全过程使用电镀；b.使用电镀和化学镀结合的方式；c.全程使用化学镀。一般而言，电镀方式对环境污染较大，尤其是采用了氰化物的场合，对环境危害极大；化学镀的方式相对较好。但无论化学镀还是电镀，其镀液及其蒸气对人体都有极大的危害，同时废弃的酸碱液还会进一步污染环境。

(三)发明内容

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种制备简单、环保安全、防锈和润滑效果好、使制得的无镀铜实心焊丝在焊接过程中电弧稳定、飞溅减小、起弧容易、稳定性好的无镀铜实心焊丝用活性添加剂及其制备方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：